李朝華, 余作奔, 高天龍, 任志明, 李榮華, 母昌考, 宋微微, 王春琳

(寧波大學(xué) 海洋學(xué)院， 寧波 315211)

不同生長期三疣梭子蟹的耗氧率、排氨率和窒息點

李朝華, 余作奔, 高天龍, 任志明, 李榮華, 母昌考, 宋微微, 王春琳

(寧波大學(xué) 海洋學(xué)院， 寧波 315211)

為了研究三疣梭子蟹的呼吸代謝情況，采用靜水式密閉裝置的方法對三疣梭子蟹Ⅵ～Ⅺ期的耗氧率、排氨率和窒息點進(jìn)行了測定。研究結(jié)果表明：三疣梭子蟹的耗氧量隨著生長呈現(xiàn)上升趨勢，在Ⅺ時達(dá)到最大值3.950 mg/L，Ⅷ～Ⅺ期間差異極顯著(P<0.01)；耗氧率隨著生長呈現(xiàn)顯著下降趨勢。排氨量和排氨率均在Ⅵ期～Ⅹ期呈上升趨勢，Ⅹ期時達(dá)到最大值，分別為1.34 mg/L和0.017 mg/(g·h)。窒息點在Ⅵ期～Ⅹ期呈現(xiàn)上升趨勢，Ⅹ期時達(dá)到最大值9.12 mg/L。

三疣梭子蟹；耗氧率；排氨率；窒息點

AbstractIn order to investigate the respiratory metabolism ofPortunustrituberculatus, the closed hydrostatic method was used to determine the oxygen consumption rate, ammonia excretion rate and asphyxiation point at the growth period of Ⅵ-Ⅺ. The results showed that the oxygen consumption increased with the late growth periods, the maximum value was 3.950 mg/L at Ⅺ period, the differences were significant among Ⅷ-Ⅺ period (P<0.01); the oxygen consumption rate decreased with the large growth period. The ammonia excretion and ammonia excretion rate increased between Ⅵ-Ⅹ period, and the maximum values were 1.34 mg/L and 0.017 mg/(g.h), respectilely at Ⅹ period. The asphyxiation point increased between Ⅵ-Ⅹ period, and the maximum value was 9.12 mg/L at Ⅹ period.

KeywordsPortunustrituberculatus; oxygen consumption rate; ammonia excretion rate; asphyxiation point

三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)俗稱梭子蟹、槍蟹，屬甲殼綱(Crustacea)、十足目(Decapoda)、梭子蟹科(Portunidae)，是我國大型經(jīng)濟(jì)蟹類之一，由于其生長快、個體大、養(yǎng)殖周期較短、肉味鮮美、營養(yǎng)價值高等特點已成為我國重要的海水養(yǎng)殖品種之一。

養(yǎng)殖水質(zhì)條件是影響?zhàn)B殖產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵因素之一[1]。開展養(yǎng)殖生物呼吸代謝情況的研究，不僅有助于其生理學(xué)基礎(chǔ)資料的積累，也為養(yǎng)殖水環(huán)境的調(diào)控提供了參考[2]。

目前，已陸續(xù)開展了海水養(yǎng)殖動物呼吸代謝方面的研究。在魚類中進(jìn)行了耗氧率、排氨率和窒息點等的測定[3-6]。在經(jīng)濟(jì)貝類中進(jìn)行了環(huán)境條件對其耗氧率和排氨率的影響研究[7-9]。甲殼動物方面，對合浦中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)豆蟹[10]、澳大利亞紅螯螯蝦(Cheraxquadricarinatus)[11]和南美白對蝦(Penaeusvannamei)[12]等的耗氧率與窒息點進(jìn)行了初步的測定。本文擬對養(yǎng)殖過程中不同生長期三疣梭子蟹的耗氧率、排氨率和窒息點等呼吸代謝情況進(jìn)行跟蹤研究，以期為三疣梭子蟹的養(yǎng)殖水環(huán)境管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

本實驗在浙江省寧波市象山縣鑫億鮮活水產(chǎn)有限公司進(jìn)行，實驗所用梭子蟹來源于該公司養(yǎng)殖蟹。根據(jù)三疣梭子蟹生長分期[13]，選取6個生長期的三疣梭子蟹，每個生長期選取體重相似、健康活潑的個體，去除表面附著物，暫養(yǎng)于室內(nèi)5 d，實驗前一天停止餌料投喂使梭子蟹處于空腹?fàn)顟B(tài)。實驗用蟹的具體生長指標(biāo)見表1，各期養(yǎng)殖三疣梭子蟹自然水質(zhì)條件見表2。

表1 實驗用三疣梭子蟹的生物學(xué)指標(biāo)

表2 各期三疣梭子蟹養(yǎng)殖水質(zhì)條件

1.2 方法

1.2.1 耗氧及排氨的檢測

實驗采用靜水式密閉裝置進(jìn)行檢測[14]，呼吸室為不同規(guī)格的呼吸瓶。根據(jù)三疣梭子蟹生長規(guī)律，在Ⅵ期～Ⅺ期等6個生長期，選取三疣梭子蟹分別放入呼吸瓶中(依據(jù)三疣梭子蟹的規(guī)格，各生長期所用呼吸瓶容積分別為250 mL、250 mL、2 L、2 L、10 L和10 L，使得三疣梭子蟹所占水體體積均小于呼吸瓶容積的1%。為避免相互殘殺，每個呼吸瓶中放置一只三疣梭子蟹)，實驗在黑暗環(huán)境中進(jìn)行。每個實驗組設(shè)3個重復(fù)和一個空白對照。先在呼吸瓶中插入一根橡膠管(用于呼吸瓶內(nèi)海水的虹吸)，呼吸瓶外的一端用夾子夾住防止空氣進(jìn)入呼吸瓶。再將呼吸瓶內(nèi)注滿已測定過溶氧量和氨氮含量的沙濾海水，使海水溢出并持續(xù)一段時間，待梭子蟹在呼吸瓶中穩(wěn)定后用保鮮膜密封瓶口，開始試驗，計時2 h后，采用虹吸法取水樣，測定呼吸瓶中的溶解氧、氨氮的含量。其中DO1為初始時對照組和實驗組的氧含量(mg/L)，DOt1為實驗結(jié)束時對照組水體中的氧含量(mg/L)，DOt2為實驗結(jié)束時實驗組水體中的氧含量(mg/L)；N0為實驗開始時對照組和實驗組水體中的氨氮含量(mg/L)，Nt實為實驗結(jié)束時實驗組水體中的氨氮含量(mg/L)，Nt對為實驗結(jié)束時對照組水體中的氨氮含量(mg/L)。實驗結(jié)束后，用紙巾立即擦干實驗用梭子蟹表面水分并進(jìn)行形態(tài)測量(實驗過程中各呼吸瓶中氧含量在6.6～8.7 mg/L正常含氧量范圍內(nèi))。

1.2.2 窒息點的檢測

選擇Ⅵ期～Ⅺ期等6個生長期的三疣梭子蟹。每種規(guī)格設(shè)置3個平行試驗組。每個呼吸瓶中放置一只三疣梭子蟹，呼吸瓶體積見耗氧率測定方法。當(dāng)梭子蟹在呼吸瓶中穩(wěn)定后密封呼吸瓶，直到呼吸瓶內(nèi)梭子蟹死亡，以梭子蟹不再爬動、附肢伸直僵硬、腹部向上等癥狀為判別死亡標(biāo)準(zhǔn)[15]，及時取樣檢測呼吸瓶中的氧含量。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

采用Winkler碘量法(國家海洋局，2007)測定呼吸瓶前后DO值，耗氧量按照公式(1)進(jìn)行計算。

R=[(DO1-DOt2)-(DO1-DOt1)] ×V/h

(1)

式中，R為耗氧量(mg/h)，DO1為初始時對照組和實驗組的氧含量(mg/L)，DOt1為實驗結(jié)束時對照組水體中DO含量(mg/L)，DOt2為實結(jié)束時實驗組水體中的DO含量(mg/L)，V為呼吸瓶中水的體積(L)。

依據(jù)實驗前后呼吸瓶中DO值，按照以下公式計算耗氧率[Ro，mg/(g·h)]：

Ro=[(DO1-DOt2)-(DO1-DOt1)×V]/(m×t)

(2)

式中，Ro為單位體重耗氧率[mg/(g·h)]，DO1為初始時對照組和實驗組的氧含量(mg/L)，DOt1為實驗結(jié)束時對照組水體中DO含量(mg/L)，DOt2為實驗結(jié)束時實驗組水中的DO含量(mg/L)，V為呼吸瓶中水的體積(L)，m為螃蟹的體重(g)，t為實驗持續(xù)時間。

水體中氨氮含量用Hach DR900進(jìn)行測定。排氨量按以下公式進(jìn)行計算：

Rb=[(N0-Nt實)-(N0-Nt對)]×V/h

(3)

RN=[(N0-Nt實)-(N0-Nt對)×V]/(m×t)

(4)

利用SPSS 19.0軟件對梭子蟹耗氧率、排氨率及窒息點等參數(shù)進(jìn)行單因素方差分析，以P<0.05作為差異顯著水平。

2 結(jié)果

梭子蟹耗氧率、排氨率及窒息點等數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表3。從表3中可以看出，Ⅵ～Ⅸ期之間，三疣梭子蟹的耗氧量隨著梭子蟹生長呈現(xiàn)上升的趨勢，耗氧率隨著生長呈現(xiàn)顯著下降趨勢。排氨量和排氨率均在Ⅵ期～Ⅹ期呈上升趨勢，Ⅹ期時達(dá)到最大值，分別為1.34 mg/L和0.017 mg/(g·h)。窒息點在Ⅵ期～Ⅹ期呈現(xiàn)上升趨勢，Ⅹ期時達(dá)到最大值9.12 mg/L。

表3 不同生長期三疣梭子蟹的耗氧量、耗氧率、排氨量、排氨率和窒息點

注：同列數(shù)值肩標(biāo)小字母無相同者表示差異顯著(P<0.05)

2.1 不同生長期三疣梭子蟹的耗氧量和耗氧率

實驗結(jié)果表明，三疣梭子蟹的耗氧量隨著生長期數(shù)增加呈現(xiàn)上升趨勢，即生長期數(shù)與耗氧量呈正相關(guān)。如圖1所示，耗氧量在Ⅵ～Ⅷ期階段內(nèi)上升趨勢較為平緩，在生長期數(shù)大于Ⅷ期時，耗氧量上升明顯，在Ⅺ時達(dá)到最大值3.950 mg/L，個體間差異較大。顯著性t檢驗結(jié)果表明，顯著性差異出現(xiàn)在Ⅷ～Ⅹ及Ⅹ～Ⅺ期之間 (P<0.05)。

圖1 不同生長期三疣梭子蟹的耗氧量變化

三疣梭子蟹耗氧率隨著生長期數(shù)的增加逐漸減小(圖2)，即耗氧率與生長期數(shù)負(fù)相關(guān)。在Ⅵ期～Ⅶ期和Ⅷ期～Ⅸ期階段內(nèi)耗氧率下降明顯。在Ⅶ期～Ⅷ期階段內(nèi)三疣梭子蟹的耗氧率下降較為平緩，Ⅸ期后耗氧率趨于穩(wěn)定，經(jīng)t檢驗，耗氧率下降明顯的生長階段，組間差異顯著(P<0.05)。

2.2 不同生長期三疣梭子蟹的窒息點

三疣梭子蟹的窒息點隨著生長期數(shù)的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(圖3)。其中在Ⅵ～Ⅶ期窒息點上升趨勢較為緩和，組間無顯著差異。在Ⅷ～Ⅹ期上升趨勢顯著，且在Ⅹ期時達(dá)到最大值9.12 mg/L。Ⅹ期后窒息點下降，下降趨勢較為緩和。經(jīng)t檢驗，Ⅷ～Ⅺ期，窒息點差異顯著 (P<0.05)。

2.3 不同生長期三疣梭子蟹的排氨量和排氨率

隨著生長期數(shù)增加，三疣梭子蟹排氨量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(圖4)。其中在Ⅵ期～Ⅶ期排氨量上升趨勢較為緩和，無明顯差異。在Ⅷ～Ⅹ期階段內(nèi)上升趨勢顯著，組間差異極顯著(P<0.05)。在Ⅹ期時排氨量達(dá)到最大值1.34 mg/L，且個體間差異較大。在Ⅹ期以后隨著生長期數(shù)的增加排氨量基本維持穩(wěn)定。顯著性t檢驗表明，Ⅶ～Ⅹ期排氨量差異顯著 (P<0.05)。

圖2 不同生長期三疣梭子蟹的耗氧率變化

圖3 不同生長期三疣梭子蟹的窒息點變化

三疣梭子蟹的排氨率在Ⅵ～Ⅸ期階段內(nèi)隨著生長期數(shù)的增加上升(圖5)。在Ⅶ～Ⅷ期上升顯著(P<0.05)，最高值出現(xiàn)在Ⅹ期0.017 mg/(g·h)，Ⅹ期以后排氨率顯著下降 (P<0.05)。

圖4 不同生長期三疣梭子蟹的排氨量變化

圖5 不同生長期三疣梭子蟹的排氨率變化

3 討論

本實驗對養(yǎng)殖條件下三疣梭子蟹Ⅵ～Ⅺ期等6個主要生長期的耗氧率、排氨率和窒息點進(jìn)行跟蹤研究。在梭子蟹養(yǎng)殖過程中養(yǎng)殖海水的pH及鹽度變化不大，溫度隨著實驗的進(jìn)行有輕微波動但差異不顯著，實驗周期外部水環(huán)境基本保持穩(wěn)定。

溶氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖中具有舉足輕重的作用，如果養(yǎng)殖水體長期缺氧，水體中的氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等得不到充分的氧化分解，在水體中進(jìn)行積累，毒性增大，使得養(yǎng)殖生物生長緩慢且易于發(fā)病。水中非離子氨能破壞鰓組織，通過皮膜進(jìn)入水生動物體內(nèi)，使血液和組織中氨的濃度升高，降低血液的載氧能力，從而引起水生動物體內(nèi)多種酶的活力異常變化，使水生動物生長緩慢，嚴(yán)重時引起水生動物死亡。因此，在養(yǎng)殖水環(huán)境的監(jiān)測中，溶氧與氨氮是重要的檢測指標(biāo)。我國海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定我國養(yǎng)殖海水氧含量不得低于5 mg/L[16]。此外有研究表明三疣梭子蟹養(yǎng)殖水體氧含量在4～6 mg/L時，三疣梭子蟹的存活率及攝餌率高，活力好，是三疣梭子蟹適宜存活的溶解氧濃度[17]。

有研究表明，三疣梭子蟹的體重隨著生長期數(shù)的增加會呈現(xiàn)“慢-快-慢”的生長趨勢，為典型的S曲線[13]。本實驗結(jié)果顯示，三疣梭子蟹排氨量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，排氨率在Ⅶ～Ⅷ期上升顯著(P<0.05)，Ⅹ期以后顯著下降 (P<0.05)，可能是因為三疣梭子蟹在Ⅹ期后生長率下降，機(jī)體單位體重耗能減少從而導(dǎo)致Ⅺ期以后三疣梭子蟹較Ⅹ期排氨率有所下降。在Ⅺ期時梭子蟹的能量貯存組織肝胰臟趨于成熟。此時消耗的能量大部分來源于肝胰臟貯存的脂肪，而在脂肪的代謝物中氨氮含量較小，進(jìn)而導(dǎo)致耗氧量升高而排氨量出現(xiàn)拐點有下降趨勢。這與皺紋盤鮑的研究結(jié)果相類似[22]。

三疣梭子蟹的窒息點直接反映了其對水體中氧含量的臨界點和其對環(huán)境的適應(yīng)能力。喬德亮等[23]認(rèn)為體重對窒息點的影響有兩種類型，一類是窒息點隨著體重的增加而增加，呈正相關(guān)；另一類是窒息點隨著體重的增加而減小，呈負(fù)相關(guān)。在本實驗中三疣梭子蟹的窒息點在Ⅵ期～Ⅹ期(4.90～81.17g)隨著體重的增加而增加，呈正相關(guān)。這與溫曉波等[18]對克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)窒息點的研究類似。在Ⅹ期之后(體重大于81.17g)窒息點隨著體重的增加而減小，呈負(fù)相關(guān)，與喬德亮等[21]對白斑狗魚 (Esoxlucius)的研究相似。窒息點的變化可能與物種的類別及生長階段有關(guān)，關(guān)于三疣梭子蟹體重對窒息點的影響有待進(jìn)一步研究。本研究獲得的三疣梭子蟹Ⅵ～Ⅺ期的耗氧率、排氨率和窒息點變化情況，可以為三疣梭子蟹不同生長期的養(yǎng)殖水環(huán)境管理提供參考。

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The oxygen consumption, ammonia excretion and asphyxiation point ofPortunustrituberculatusindifferentgrowthperiods

LIZhao-hua,YUZuo-ben,GAOTian-long,RENZhi-ming,LIRong-hua,MUChang-kao,SONGWei-wei,WANGChun-lin

(School of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo 315211, China)

Q47

A

2095-1736(2017)05-0057-05

2016-09-18；

2016-10-08

國家星火計劃(2014GA70103)；浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用研究計劃資助項目(2013C31032)；寧波市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目(2014C92011)；寧波市科技富民項目(2016C10037)；象山縣重大項目(2014C0001)

李朝華，碩士研究生，主要研究方向為水產(chǎn)養(yǎng)殖，E-mail: huazaizhenhao@163.com

王春琳，教授，主要研究方向為水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)， E-mail: wangchunlin@nbu.edu.cn

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2017.05.057